[發明專利]基于曲波域移動平行窗的受電弓裂紋故障檢測方法

無效

• 申請號: 201110130250.3
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102288614A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 劉志剛;陳坤峰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06K9/00;G06K9/36
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及高速鐵路檢測設備制造領域，尤其是受電弓滑板裂紋識別方法

背景技術

高速鐵路均采用電力牽引，電力牽引是目前所知能源利用率最高、最節能環保的軌道交通牽引方式。因此，目前所有新建軌道交通，無論是高速、重載，還是城市軌道交通，幾乎全部采用電力牽引。電力機車在高速運行條件下從接觸網上汲取電流，運行中必須保證受流的不間斷和絕對可靠，怎樣保證高速運行列車具有良好的受流質量是電氣化鐵路的關鍵技術之一。

受電弓是電力機車從接觸網上汲取電流的裝置，它與接觸網導線直接接觸，從接觸網導線上獲取電流，供機車使用，受電弓與接觸線配合共同擔負著把從牽引網獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。由于受電弓與接觸網之間存在復雜的力學和電氣交互影響，其故障率一直較高。弓網故障比較復雜，受電弓的損壞與接觸網的故障有時候密不可分，受電弓的故障可能造成接觸網的損壞，而接觸網出現問題也對受電弓不利。所以，通過對受電弓狀態的實時監測，可以及時發現受電弓故障，同時通過受電弓的運行情況可以判斷接觸網的狀態，從而有利于受電弓與接觸網的及時檢修，減少弓網故障的發生。

目前已有的受電弓故障檢測技術主要有人工檢測方式、定點在線檢測方式和基于圖像處理的檢測識別方式等，通過傳感器、紅外線設備、攝像機等輔助裝置實現對受電弓狀態的檢測。但是，現有對受電弓故障的研究集中于對滑板磨耗超限的檢測，對滑板表面不良狀態檢測(如裂紋檢測)的研究較少，而滑板裂紋故障極易造成更加嚴重的弓網事故。

文獻“Minoru?Ogasawara.鐵道車輛道旁監測系統的發展現狀.國外機車車輛工藝，于慧娟譯.2000，5：1-3”介紹了東日本鐵路公司開發的受電弓滑板條磨損自動測量裝置。該系統由超聲波傳感器、攝像機、照明燈、觸發開關組成。該裝置將超聲波傳感器架設在鐵路沿線，當機車通過時，超聲波傳感器發出超聲波，通過空氣傳輸到達被測物上后經反射返回到傳感器上。依據超聲波傳輸的時間以及當時的波速，可以計算出滑板條的厚度。

文獻“李宗智.受電弓動態監控裝置的研究.西南交通大學碩士學位論文，2004”介紹了一個受電弓動態監控系統，該系統可以24小時從水平、垂直方向對行駛中的列車受電弓進行實時監視，然后通過對監控圖像的人工分析，判斷出弓網系統的異常信息，并及時報警。文獻“Otsuki?Yasutake，Kosaka?shuiehi，Naka?shigeki.Development?of?a?pantograph?automatic?monitor.JREA.1999，42(7)：26266-26269”中介紹的受電弓自動監視裝置采取了電子計算機對CCD攝像機拍攝的受電弓圖片進行分析處理。該裝置是由光學系統、畫面處理系統和顯示系統三部分組成。光學系統由架設在接觸線上空橫梁上的光電傳感器、不受光照強度影響的照明設備和裝有CCD攝像機的部件組成。畫面處理系統是對光學系統各個部分進行控制和對CCD攝像機所拍受電弓圖片進行處理的裝置，該部分能測量滑板條厚度、識別受電弓異常和滑板條的非正常磨耗。

文獻“L.G.C.Hamey，T.Watkins，S.W.T.Yen.Pancam：In-Service?Inspection?of?Locomotive?Pantographs.9th?Biennial?Conference?of?the?Australian?Pattern?Recognition?Society?on?Digital?Image?Computing?Techniques?and?Applications，2007：493-499”介紹了一種Pancam機車受電弓在線監測系統。它根據受電弓的結構特征，對受電弓各個部分采用不同的圖像處理方法，完全實現了自動化。該系統使用兩臺CCD相機分別捕捉運行狀態受電弓的側視圖和俯視圖，側視圖用于檢測碳滑板條的磨損，俯視圖用于分析弓角部分的損壞。

文獻“馮倩.機車受電弓圖像智能處理檢測研究.西南交通大學碩士學位論文，2008”介紹了基于圖像處理的機車受電弓無線視頻監測系統，該系統主要對TSG3-630/25型單臂受電弓圖片的受電弓傾斜、滑條丟失、滑條磨耗超限和滑條裂紋故障進行識別。它是通過使用照相機拍攝受電弓的動態圖像，應用計算機智能識別技術對機車受電弓各種故障進行自動識別，使用無線傳輸系統對機車受電弓進行遠程監控，并借助以太網實現各監控點的遠程聯網。

發明內容